\chapter{绪论}
\section{引言}
工业软件涵盖工程、计算机、物理与数学研究，是重要的生产、研究工具。二〇二〇年六月，哈工大被列入美国实体名单并被禁止授权MATLAB的事件引起各界人士的关注，同时也暴露出了目前国内工业软件市场存在的问题。随着我国制造业的发展，工业软件市场稳步也呈现增长的趋势，上世纪八十年代时，曾有各高校的科研人员从事相关工业软件开发，取得了不错的成果。但近三十年来，科技部的重点转移，资金投入减少，但工业软件市场需求在不断上升，导致国外软件逐渐取代国产软件，乃至目前的状态：国外工业软件几乎垄断国内工业软件市场。而这次事件正给我们敲响了警钟，我们需要有国产自研的工业软件！

在CFD（Computational Fliud Dynamics，计算流体力学）领域，常用到后处理可视化软件，它是工业软件重要的一份子。计算流体力学研究流体力学的解析、数值方法，其理论和实验相结合，用于解决各类流场问题，广泛应用于航空航天领域。而计算流体力学的研究需要借助CFD软件，用于模拟实验，以总结流场的规律，辅助进行流场的研究。后处理可视化软件便是CFD软件的一员，它在分析实验数据时起重要作用。

\section{研究或技术现状}
后处理可视化软件的主要功能正如其名：可视化和后处理。这里的“可视化”指读取数值数据，将其映射成几何数据并渲染为图像（如顶点、面、矢量、气压、温度等）；而后处理是指在原数值数据的基础上，进行额外的计算得到新的数据（如等势面、等值线、流线等），通过观察这些数据来了解数据的特征。目前国外存在较成熟的软件，如商业软件Tecplot、FieldView、EnSight和开源软件Paraview，他们都有较久的发展历史，具有很强的通用性，且在国内外都具有较高的知名度和覆盖率。国内也存在部分后处理可视化软件，但大多数是非公开的内部软件，虽然在但各领域可以做到很好的效果，但通用性较差，没有统一标准；仅有少部分商业软件（如Romtek XField）有一定完成度和影响力，但其普及度依旧不高。

CFD技术和计算机科学的主要交叉点为渲染和计算。可视化通过将数据转换为图像，方便用户观察，而后处理设计大量计算，其中涉及到并行化技术、GPU通用计算等。这两个领域在计算机图形学中都有大量的研究，有丰厚的理论支撑，许多应用在其他计算机图形学领域的技术（如电影、电子游戏领域）可以用作参考，以提升可视化后处理的效果和效率。

\section{本人主要工作}
本文主要完成了一个桌面平台、具备通用性的后处理可视化软件\textcolor{red}{【是否应该自己起一个名称方便称呼？】}。软件支持多种类型文件（如Tecplot、CGNS、文本数组数据和VTK文件）的读取，VTK文件的导出，并且支持对这些数据进行常用的可视化操作（基本渲染、交互、采点、文件信息查看等）以及常用的后处理算法（等势面、等值线、流线），这体现了软件的通用性。此外软件具备处理一定规模的数据的能力，其应用了各类优化方法（并行化和LOD），使其在较大规模数据的处理时具备较高的效率，且保证软件运行的流畅性。

此外，软件支持跨平台，并且可以编译为静态库或动态库，提供了各模块的接口文档。因此软件既可以独立发布使用，也可以很方便地集成到其他软件中，作为更大系统的一部分。软件还具有国际化功能，可以进行中英文界面切换。这些功能让软件的通用性大大提升。

\section{论文组织与结构}
论文的第一章为绪论，介绍了国内外工业软件现状、可视化后处理的简介、本人主要工作以及本文的结构；第二章对CFD技术进行了详细介绍，指出了市面上后处理可视化软件存在的问题，提到了CFD技术的难点与解决方案；第三到五章分别介绍了本文完成的软件的设计、实现与测试，会从软件工程的角度，结合CFD领域的支持对完成的软件进行介绍；最后，第六章对本文完成工作进行了总结，并讲述了开发过程中的心得体会。